λ
L’essentiel 1S CHAP 16 Image et Couleur
( très bon dossier sur http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/vie-du-site/d/dossier-les-secrets-de-la-couleur_36105/) 1. Quelques rappels de seconde
①Lumière blanche : lumière dont la décomposition par un élément dispersif (prisme, réseau) donne un spectre continu comme l’arc en ciel.
Le spectre de la lumière blanche fait apparaître 7 couleurs : violet, indigo, bleu, vert, jaune, orange et rouge.
②La lumière est une onde électromagnétique, constituée de radiations « lumineuses » (ou plutôt électromagnétiques). A Chacune des radiations correspond une longueur d’onde λ bien déterminée.
Une onde électromagnétique constituée d’une seule radiation est dite monochromatique (exemple : LASER)
Une onde électromagnétique constituée de plusieurs radiations est dite polychromatique (exemple : lumière du Soleil)
2. Comment l’œil perçoit-il les couleurs ?
La rétine possède 2 types de cellules photosensibles dont les cônes. Il existe 3 types de cônes : chacun d’entre eux a une sensibilité maximale centrée sur le bleu, le vert ou le rouge. L’activation plus ou moins prononcée de ces cônes, de manière simultanée, permet à notre cerveau de reproduire toutes les couleurs
3. Couleur perçue, spectre et couleur spectrale
① La couleur perçue d’une lumière est l’impression visuelle qu’elle nous donne.
Exemple : une solution de permanganate de potassium nous paraît rose violacée (selon sa concentration)
② Spectre : figure colorée résultant de la décomposition d’une lumière par un prisme (ou un réseau) Exemple : spectre du permanganate de potassium observé sur un écran
③Une couleur spectrale est l’une des couleurs visibles sur un spectre.
Exemple : le spectre du permanganate de potassium comporte 2 couleurs spectrales (violet et rouge) 4. Synthèse additive des couleurs
① Principe : elle consiste à superposer plusieurs faisceaux colorés : le cerveau « perçoit » alors une nouvelle couleur.
②Les couleurs primaires de la synthèse additive sont le rouge (R), le vert (V) et le bleu (B) car la superposition de ces 3 couleurs donne du blanc (à condition que les intensités des 3 couleurs soient identiques : la qualité des filtres est importante !)
Thomas Young (1773-1829), médecin et physicien Anglais, montra également que l’on peut obtenir une infinité de couleurs en superposant 3 lumières colorées rouge, verte et bleue d’intensités réglables (système RVB).
(Voir simulateur sur http://gilbert.gastebois.pagesperso-orange.fr/java/couleurs/couleurs.html)
③2 couleurs sont dites complémentaires si leur superposition donne du blanc.
Exemple : Le Jaune et le Bleu sont des couleurs complémentaires. En effet, additionner du jaune et du bleu revient à additionner du rouge, du vert et du bleu car le jaune est l’addition du rouge et du vert.
Testez-vous : quelle est la couleur complémentaire du magenta ?
④Principe de restitution des couleurs d’un écran plat
La restitution des couleurs d’un écran plat est basée sur la synthèse additive des couleurs.
Chaque pixel est constitué de 3 sous-pixels (un rouge, un vert et un bleu). L’intensité lumineuse de chacune de ces couleurs permet de donner au pixel une couleur bien précise.
Chaque pixel est approximativement un carré dont l’ordre de grandeur avoisine le dixième de millimètre.
Un écran actuel, même petit possède au moins un méga pixel.
5. Synthèse soustractive des couleurs
① Principe : Sur le trajet d’une lumière incidente blanche on place 1, 2 ou 3 filtres colorés jaune, cyan, ou magenta.
Le spectre observé sur l’écran est celui de la lumière blanche moins les portions du spectre absorbé par chaque filtre : Ce qui se passe au niveau du filtre rouge :
Spectre observé sur l’écran :
Ce qui se passe au niveau du filtre vert :
Spectre observé sur l’écran :
Ce qui se passe au niveau du filtre bleu :
Spectre observé sur l’écran :
Ce qui se passe au niveau du filtre cyan :
Spectre observé sur l’écran :
Ce qui se passe au niveau du filtre magenta :
Spectre observé sur l’écran :
Ce qui se passe au niveau du filtre jaune :
Spectre observé sur l’écran :
②Les couleurs primaires de la synthèse soustractive sont le jaune (J), le cyan (C) et le magenta (M) ;
La superposition de ces 3 filtres arrête toutes les radiations de la lumière blanche, ce qui donne du noir à l’écran.
③2 couleurs sont complémentaires lorsque leur synthèse soustractive donne du noir.
Remarque : cette définition n’est pas contraire à celle vue au 4. ③ ;
exemple : nous avons vu que le jaune et le bleu en synthèse additive donnent du blanc ;
en synthèse soustractive, la superposition du filtre jaune et du filtre bleu donne… du noir car « rien ne passe ». (voir interprétation ci-contre).
6. Comment expliquer la couleur des objets ?
① Un objet coloré se comporte comme un filtre : il absorbe certaines radiations de la lumière incidente et diffuse les autres (les radiations « diffusées » correspondent à celles qui étaient « transmises » par le filtre) ; C’est donc la synthèse soustractive des couleurs qui permet d’expliquer la couleur d’un objet.
Application courante : Dans l’imprimerie, le mélange (dans les bonnes proportions) des encres MAGENTA, CYAN et JAUNE permet d’obtenir la couleur sur support de son choix.
②Un objet n’a pas de couleur propre. Dans le sens commun, la couleur d’un objet désigne celle qu’il a lorsqu’il est éclairé en lumière blanche. ( « c’est pas sorcier » sur http://www.youtube.com/watch?v=nhV20Z8Z7wk vers 13’15’’)
EXEMPLE : (en vous aidant si nécessaire du 5.①)
Papillon éclairé en lumière blanche : Papillon éclairé en lumière ROUGE : Le vert, le bleu et le cyan apparaissent noirs car ces couleurs ne renvoient pas le rouge.
Le jaune et le magenta apparaissent rouges car ils renvoient le rouge.
Le blanc apparaît rouge car le blanc renvoie toutes les couleurs.
Le contour noir du papillon apparaît noir car le noir absorbe toutes les couleurs.
La couleur d’un objet dépend donc des lumières colorées qu’il absorbe et diffuse, de l’éclairage mais aussi de l’observateur (certaines personnes sont « daltoniennes » : un type de cône est défaillant, ce qui les empêche de percevoir correctement certaines couleurs)
